La température et les contraintes de cisaillement sont deux variables influentes qui affectent les failles et la sismicité dans les zones de subduction, où convergent les plaques tectoniques. Pourtant, comme les tremblements de terre se produisent à des dizaines de kilomètres sous la surface de la Terre, aux limites des plaques, les effets de la température et l'ampleur des contraintes sont mal compris et font l'objet de vifs débats.
Philip England et ses collègues ont exploré ces variables à la limite des plaques dans le nord de Honshu, la plus grande île du Japon et le lieu du tremblement de terre dévastateur de Tōhoku en 2011, le plus puissant jamais enregistré au Japon. Les auteurs ont utilisé un ensemble dense de mesures de flux thermique collectées à partir de forages de 100 mètres de profondeur comme substitut aux mesures à l'interface inaccessible des plaques.
Les résultats sont publiés dans la revue Geochemistry, Geophysics, Geosystems .
Leur analyse mathématique a révélé que la température à une profondeur de 60 kilomètres à la limite de la plaque est d'environ 660°C, tandis que la contrainte de cisaillement est d'environ 100 mégapascals. Les deux chiffres, en particulier les estimations de température, comportent un certain degré d'incertitude en raison de la difficulté de déterminer la contribution de la chaleur radiogénique. Mais ces deux températures sont nettement supérieures aux estimations précédentes, qui étaient généralement inférieures à environ 400°C et quelques dizaines de mégapascals, respectivement.
Cependant, les résultats concordent avec une analyse du flux thermique réalisée dans la zone de subduction de Kermadec, le seul autre endroit où la contrainte de cisaillement a été estimée à l'aide d'une densité comparable de mesures de surface, où l'incertitude due à l'influence de la radioactivité est considérablement plus faible.
Les résultats améliorent la compréhension des conditions entourant les tremblements de terre à la limite nord de la plaque Honshu. De plus, ils expliquent la température et la pression observées dans les roches de la ceinture de Sanbagawa, dans le sud-ouest du Japon, vestige mis au jour d'une interface de plaques vieille de 90 millions d'années.
Comme le notent les auteurs, la concordance des résultats avec les conditions de l'interface actuelle soutient l'argument selon lequel les limites de plaques reliques comme celle de Sanbagawa enregistrent les conditions physiques et chimiques pertinentes à la formation de tremblements de terre dans les zones de subduction contemporaines.
Plus d'informations : Philip England et al, Implications du flux thermique de surface sur la contrainte de cisaillement et la température sur l'interface des plaques sous le nord de Honshu, Géochimie, géophysique, géosystèmes (2024). DOI :10.1029/2023GC011285
Fourni par Eos
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
